HEAVY METAL DISTRIBUTION IN BOTTOM SEDIMENTS OF THE KAMYANKA RIVER (ZHYTOMYR POLISSIA): GEODYNAMIC ASPECT

Abstract

Мета. Встановити комплексні базові геохімічні дані щодо закономірностей розподілу важких металів у донних відкладах басейну річки Кам’янка в контексті геодинамічної еволюції Українського щита та дов- гострокової тектонічної стабільності. Дослідження спрямоване на характеристику взаємозв’язку між гли- бинними кірковими процесами, що тривають понад 3,8 мільярда років геологічної історії, та сучасною еко- логічною геохімією, з особливим акцентом на розрізнення природних фонових концентрацій металів, що походять від процесів корового вивітрювання, та потенційних джерел антропогенного забруднення в цьому геодинамічно стабільному континентальному платформному середовищі. Методологія. Для аналізу зразків донних відкладів, зібраних зі стратегічно вибраних репрезентативних ділянок, що відображають повний спектр різноманітних геоморфологічних та гідрологічних умов у геодинамічно стабільній кратонній області, систематично застосовували сучасні спектрофотометричні аналітичні методи, зокрема мас-спектрометрію з індуктивно зв’язаною плазмою (ICP-MS) та атомно-абсорбційну спектроскопію (AAS). Комплексна стратегія відбору проб охоплювала різні седиментаційні середовища від верхів’їв річок, що зазнають впливу підземних вод, до низових ділянок, на які впливають міські стоки та сільськогосподарські надходження. Процедури послідовної екстракції та оцінювання біодоступності були інтегровані для оцінки спеціації металів та їх екологічної мобільності, тоді як заходи контролю якості передбачали сертифіковані еталонні матеріали, дублікатні аналізи та визначення холостих проб для забезпечення аналітичної надійності та екологічної значущості отриманих результатів. Результати. Встановлено виражене домінування заліза (3862 мг/кг) та алюмінію (1906 мг/кг), що відображає характерні ознаки алюмосилікатного вивітрювання докембрійських кристалічних порід фундаменту, типових для геологічної провінції Українського щита. Есенціальні мікроелементи, зокрема мідь (5,2 мг/кг), хром (7,8 мг/кг) та нікель (2,5 мг/кг), виявлено на рівнях природного фону, тоді як вміст потенційно токсичних елементів, таких як ртуть, кадмій та вісмут, стабільно залишався нижче від аналітичних меж виявлення. Співвідношення Al/Fe 0,49 вказує на типові ознаки континентального вивітрювання без незвичайних закономірностей збагачення або збіднення. Геохімічна характеристика відповідає седиментаційному середовищу, із домінуванням природного теригенного надходження, похідного від стабільних континентальних процесів вивітрювання, що функціонують в умовах тривалої геодинамічної стабільності, з мінімальним тиском антропогенного забруднення, що відображає порівняно стабільні геодинамічні умови та ефективне екологічне управління в досліджуваній області. Наукова новизна. Вперше комплексно охарактеризовано складний взаємозв’язок між геодинамічною еволюцією Українського щита та сучасними закономірностями розподілу важких металів у флювіальних седиментаційних системах, встановлено критичну важливість довгострокової тектонічної стабільності у контролі екологічної геохімії. Розроблено нову інтегровану концептуальну модель механізмів акумуляції металів в умовах стабільних кратонних умов, що охоплює термодинамічні рівноважні співвідношення, процеси поверхневого комплексоутворення та біогеохімічні цикли. Це дослідження демонструє, що геодинамічні чинники фундаментально визначають частку та транспорт металів у гідрогеологічних системах, де довгострокова тектонічна ста- більність уможливила розвиток характерних профілів вивітрювання та гідрогеохімічних режимів, які контролюють мобільність та біодоступність важких металів у континентальних платформних середовищах. Практичне значення. Результати надають надійну наукову основу для науково обґрунтованих стратегій еколо- гічного управління у геодинамічно стабільних регіонах світу та критично важливі базові дані для майбут- нього екологічного моніторингу та оцінювання екологічних ризиків у подібних геологічних та кліматичних умовах в усьому регіоні Українського щита. Результати підтримують ініціативи сталого розвитку та програми захисту екосистем у контексті процесів урбанізації, що впливають на давні кристалічні щитові терени, водночас сприяючи розробленню ефективних стратегій екологічного управління для регіонів, що ха- рактеризуються давніми кристалічними породами фундаменту. Це дослідження має важливі наслідки для розроблення екологічної політики та надає необхідні дані для підтримки ініціатив адаптації до клімату та міської стійкості в континентальних платформних умовах.